Nguyên lý hệ điều hành cô Hậu Nguyên lý hệ điều hành cô Hậu Nguyên lý hệ điều hành cô Hậu Nguyên lý hệ điều hành cô Hậu Nguyên lý hệ điều hành cô Hậu Nguyên lý hệ điều hành cô Hậu Nguyên lý hệ điều hành cô Hậu
NGUYÊN LÝ HỆ ĐIỀU HÀNH Phần 10: Cài đặt hệ thống tập tin NGUYỄN THỊ HẬU Khoa Công Nghệ Thông Tin Đại học Công Nghệ - Đại học quốc gia Hà Nội Nguyễn Thi Hậu - ĐH Công nghệ - ĐH QG HN Phần 10: Cài đặt hệ thống tập tin 1. Cấu trúc hệ thống tập tin 2. Cài đặt hệ thống tập tin 3. Cài đặt thư mục 4. Phương thức cấp phát không gian lưu trữ 5. Quản lý không gian lưu trữ trống 6. Phục hồi 7. NFS Nguyễn Thi Hậu - ĐH Công nghệ - ĐH QG HN Phần 10: Cài đặt hệ thống tập tin 10.1 Cấu trúc hệ thống tập tin Nguyễn Thi Hậu - ĐH Công nghệ - ĐH QG HN Phân cấp hệ thống tập tin ! Quản lý metadata (tất thông tin cấu trúc hệ thống tập tin: thư mục, bảo mật, số hiệu tập tin,…) ! Quản lý thông tin cấp phát ổ đĩa, vùng trống, chuyển đổi địa logic vật lý khối (block) tập tin ! Đưa yêu cầu đọc/viết khối vật lý đến phận điều khiển thiết bị tương ứng, quản lý vùng đệm, cache ! Bao gồm phận điều khiển thiết bị, ngắt chịu trách nhiệm liên lạc nhớ hệ thống ổ cứng Nguyễn Thi Hậu - ĐH Công nghệ - ĐH QG HN Phần 10: Cài đặt hệ thống tập tin 10.2 Cài đặt hệ thống tập tin Nguyễn Thi Hậu - ĐH Công nghệ - ĐH QG HN Một số cấu trúc liệu quan trọng lưu ổ cứng hệ thống tập tin ! Khối điều khiển khởi động (Boot control block) : chứa thông tin cần thiết để khởi động HĐH ! Khối điều khiển volume (Volume control block): thông tin chi tiết số lượng khối, số khối trống, kích thước khối, … ! Cấu trúc thư mục: bao gồm tên tập tin inode tương ứng (trong Unix File System-UFS), hay lưu bảng tập tin (trong Windows NT File System - NTFS) ! Khối điều khiển tập tin (File Control Block): chứa thông tin tập tin quyền truy cập, kích thước, ngày tạo lập, sửa đổi Nguyễn Thi Hậu - ĐH Công nghệ - ĐH QG HN Khối điều khiển tập tin (FCB) Nguyễn Thi Hậu - ĐH Công nghệ - ĐH QG HN Một số cấu trúc liệu quan trọng lưu nhớ hệ thống tập tin ! Bảng liên kết: lưu thông tin liên kết hệ thống tập tin, điểm liên kết, kiểu hệ thống tập tin ! Cache cấu trúc thư mục nhớ: lưu thông tin thư mục vừa truy cập ! Bảng tập tin mở hệ thống: chứa khối điều khiển tập tin cho tập tin mở ! Bảng tập tin mở tiến trình: chứa trỏ đến vị trí tương thích Bảng tập tin mở hệ thống ! Vùng đệm chứa khối tập tin đọc/viết lên ổ cứng Nguyễn Thi Hậu - ĐH Cơng nghệ - ĐH QG HN Ví dụ mở đọc tập tin Nguyễn Thi Hậu - ĐH Công nghệ - ĐH QG HN Hệ thống tập tin ảo (VFS) Bốn kiểu đối tượng VFS Linux: • Inode • File • Superblock • Dentry Nguyễn Thi Hậu - ĐH Công nghệ - ĐH QG HN 10 20 Các kiểu khối mục ! Khối mục kết hợp: ! Khối mục hệ thống tập tin Unix (UFS) có ! 12 trỏ trỏ trực tiếp đến liệu ! trỏ gián tiếp cấp ! trỏ gián tiếp cấp ! trỏ gián tiếp cấp Nguyễn Thi Hậu - ĐH Công nghệ - ĐH QG HN 21 Phần 10: Cài đặt hệ thống tập tin 10.5 Quản lý không gian lưu trữ trống Nguyễn Thi Hậu - ĐH Công nghệ - ĐH QG HN Phương thức Bit map / Bit vector 22 ! Hệ thống tập tin dùng bit vector để quản lý danh sách khối trống / dùng 0" 1" n -1" !"# " … Bit[i] = ⇒ khối[i] trống" ⇒ khối[i] dùng" ! Ưu điểm: ! Lập trình đơn giản ! Tìm khối trống nhanh hiệu ! Nhược điểm: ! Để truy cập hiệu tồn bit map phải lưu nhớ Nguyễn Thi Hậu - ĐH Công nghệ - ĐH QG HN Ví dụ bit map ! Kích thước khối KB = 212 byte ! Kích thước ổ cứng TB = 240 byte ! Kích thước bit map 240 / 212 = 228 bit = 256 MB Nguyễn Thi Hậu - ĐH Công nghệ - ĐH QG HN 23 Phương thức linked list ! Không yêu cầu thêm không gian lưu trữ ! Cấp phát khối trống danh sách Nguyễn Thi Hậu - ĐH Công nghệ - ĐH QG HN 24 25 Phương thức nhóm - n-2 n-1 - … ! Dễ dàng truy cập lượng lớn khối trống Nguyễn Thi Hậu - ĐH Công nghệ - ĐH QG HN 26 Phương thức đếm Địa khối trống Nguyễn Thi Hậu - ĐH Công nghệ - ĐH QG HN Địa Số khối trống liền kề 1000 21 1680 12 … … Phương thức đồ không gian (space map) 27 ! Sử dụng hệ thống tập tin ZFS ! Chia thiết bị lưu trữ thành vùng (metaslab) ! Mỗi metaslab có đồ khơng gian tương ứng ! Sử dụng phương thức đếm ! Bản đồ không gian lưu dạng tập tin log ! Thông tin hoạt động (cấp phát/ giải phóng) khối theo thời gian ! Metaslab tải đồ không gian vào nhớ dạng Btree, đánh mục theo offset Nguyễn Thi Hậu - ĐH Công nghệ - ĐH QG HN 28 Phần 10: Cài đặt hệ thống tập tin 10.6 Khôi phục Nguyễn Thi Hậu - ĐH Công nghệ - ĐH QG HN Một số phương pháp khơi phục 29 ! Kiểm tra tính qn: so sánh liệu cấu trúc thư mục với khối liệu ổ cứng ! không thống sửa lại ! Chậm, đơi khơng thành cơng ! Sử dụng chương trình hệ thống để back up liệu vào thiết bị lưu trữ khác Nguyễn Thi Hậu - ĐH Công nghệ - ĐH QG HN Hệ thống tập tin cấu trúc dạng log 30 ! Mỗi cập nhật metadata ghi lại log theo trình tự thời gian ! Mỗi giao dịch tập hợp thao tác để thực nhiệm vụ ! Giao dịch hồn thành viết vào log ! Những thơng tin giao dịch log ghi vào hệ thống tập tin ! Nếu hệ thống tập tin có cố giao dịch cịn lại log tiếp tục thực thi ! phục hồi tốt, giảm thiểu không thống metadata Nguyễn Thi Hậu - ĐH Công nghệ - ĐH QG HN 31 Phần 10: Cài đặt hệ thống tập tin 10.7 NFS (Network File System) Nguyễn Thi Hậu - ĐH Công nghệ - ĐH QG HN Kiến trúc NFS Tham khảo thêm Silberchatz et al Nguyễn Thi Hậu - ĐH Công nghệ - ĐH QG HN 32 Bài tập 33 a. Ổ cứng máy tính có kích thước 128 GB, kích thước khối ổ đĩa KB Nếu hệ điều hành sử dụng FAT dung lượng nhớ nhỏ để lưu FAT ? Giải thích b. Hệ điều hành sử dụng i-node để quản lý khối liệu tập tin I-node tập tin chứa số hiệu 12 khối trực tiếp, khối gián tiếp cấp 1, khối gián tiếp cấp 2, khối gián tiếp cấp Kích thước khối ổ đĩa KB, số hiệu mối khối chiếm byte i. Tính kích thước lớn tập tin ? ii. Cần khối ổ cứng để chứa tập tin ? (Giả định ổ cứng đủ lớn để chứa tập tin) Nguyễn Thi Hậu - ĐH Công nghệ - ĐH QG HN Bài tập 34 Một tập tin lưu 100 khối Giả định khối điều khiển tập tin (và khối mục có) chuyển vào nhớ Tính số lần truy cập vào ổ đĩa để: a. b. c. d. Thêm khối vào đầu tập tin Thêm khối vào cuối tập tin Bỏ khối đầu tập tin Bỏ khối cuối tập tin sử dụng phương thức cấp phát liên tục, danh sách liên kết, mục Biết với phương thức cấp phát liên tục, mở rộng tập tin phía cuối tập tin Thông tin khối thêm vào lưu nhớ Nguyễn Thi Hậu - ĐH Công nghệ - ĐH QG HN